用于機動車輛前燈的顯微投影光模塊的制作方法
【專利說明】用于機動車輛前燈的顯微投影光模塊
[0001]本發(fā)明涉及一種用于機動車輛前燈的顯微投影光模塊，包括 *)至少一個光源以及
*)至少一個投影裝置(arrangement)，其以至少一個光分布的形式將從至少一個光源出射(ex i t)的光成像到機動車輛之前的區(qū)域中。
[0002]本發(fā)明還涉及一種用于機動車輛前燈的照明設備。
[0003]本發(fā)明另外涉及一種車輛前燈。
[0004]當前的光系統(tǒng)或光模塊或車輛前燈(特別是在使用發(fā)光二極管作為光源的情況下)使用復雜的、高度準確的、并且因此昂貴的LED光源，所述LED光源的光(在適當?shù)那闆r下在光之前經過主要或輔助光學器件之后)通過例如透鏡的投影光學器件而被成形為形成光分布。由于高成本，所以通常設法創(chuàng)建盡可能高效的系統(tǒng)。然而，這導致在空間要求方面繼續(xù)相似于常規(guī)鹵素光模塊的光系統(tǒng)等。
[0005]嘗試減少焦距或通常為光源離反射物的(最短)距離以便獲得更高效率意味著光模塊等具有對制造容差大得多的靈敏度，由此將允許更小的安裝空間的更高效率要求復雜的并且因此昂貴的設計概念。
[0006]本發(fā)明的一個目的是創(chuàng)建用于具有減小的整體深度的機動車輛前燈的光模塊。
[0007]本發(fā)明的另一目的是創(chuàng)建用于在最大可能程度上對容差不敏感的機動車輛前燈的光模塊。
[0008]這些目的根據具有在導言中提到的類型的光模塊的本發(fā)明而實現(xiàn)，在所述導言中投影裝置包括:
-)入射(entry )光學器件，其由許多微入射光學器件構成，其優(yōu)選地以陣列布置，
_)出射光學器件，其由許多微出射光學器件構成，其優(yōu)選地以陣列布置，其中每一個微入射光學器件與確切地一個微出射光學器件配對，其中微入射光學器件以這樣的方式形成和/或微入射光學器件和微出射光學器件相對于彼此以這樣的方式布置:從微入射光學器件出射的基本上所有的光精確地僅進入到配對的微出射光學器件中，并且其中由微入射光學器件所預先成形的光由微出射光學器件按照至少一個光分布成像到機動車輛之前的區(qū)域中。
[0009]此處，用詞“出射的基本上所有的光”意味著設法將實際上從微入射光學器件出射的全部光通量只照射到配對的微出射光學器件中。由于條件這應當是不可能的，而設法將至少如此少的光通量輻射到相鄰的微出射光學器件中使得因此不存在不利的光學影響(諸如散射光)，其可以導致眩光等。
[0010]另外，用詞“其中微入射光學器件以這樣的方式形成和/或微入射光學器件和微出射光學器件相對于彼此以這樣的方式布置”也被理解為意味著可以提供附加的措施，諸如網屏(screen)(進一步參見下文)，其排他地或優(yōu)選地除了其實際功能之外還具有將全部光通量精確地引導到配對的微出射光學器件上的功能。
[0011]由于使用許多或多數(shù)的彼此配對的微光學器件而不是如常規(guī)的投影系統(tǒng)中的單個光學器件，所以微光學器件本身的尺寸和焦距二者比“常規(guī)的”光學器件中的那些小得多。與常規(guī)的光學器件相比，平均厚度也可以減小。因此，與常規(guī)的光學器件相比，可以相當大地減小投影裝置的整體深度，然而，良好的或非常好的效率(功效)也通過光學器件本身的大小減小來實現(xiàn)。在其尺寸方面基本上保持不變并且其焦點寬度減小的常規(guī)光學器件的情況下，安裝深度相比之下可以確實減小，然而因此功效退化。
[0012]微光學器件系統(tǒng)的數(shù)目越多，期望的光分布可以產生得更準確，其中關于微光學器件系統(tǒng)的數(shù)目的上限主要由可用的產生方法所限制。對于近光束(dipped beam)功能的產生，例如30-40個微光學器件系統(tǒng)可以是足夠的或者有利的，其中，這并非意在向上或向下描述極限值，而是意在僅僅描述示例性數(shù)目。
[0013]另外，可以縮放該類型的光模塊，S卩，可以組合多個結構上相同的或類似地構造的光模塊以形成更大的整體系統(tǒng)，例如車輛前燈。
[0014]根據本發(fā)明的具體實施例，每一個微入射光學器件使經過其的光聚焦在至少一個微入射光學器件焦點中。
[0015]此處，每一個微入射光學器件的微入射光學器件焦點優(yōu)選地在光出射方向上位于配對的微出射光學器件之前。
[0016]因此，每一個微入射光學器件具有位于入射光學器件和出射光學器件之間并且相關聯(lián)的微入射光學器件的光聚焦在其中的焦點。
[0017]特別地，每一個微入射光學器件在垂直方向上使經過其的光聚焦到位于微出射光學器件之前的微入射光學器件焦點上，其中微出射光學器件優(yōu)選均具有與配對的微入射光學器件的微入射光學器件焦點重合的焦點。
[0018]因此，光被聚焦在焦點中，然后在經過相關聯(lián)的微出射光學器件之后在垂直方向上相應地準直，并且投影到車輛之前的區(qū)域中。
[0019]出于完整性起見，此處應當提到的是，此處采用較簡單的用詞并且通常在該整體公開內容的范圍內在其他點處對聚焦“在焦點中”進行引用。然而，事實上，即，在現(xiàn)實中，光束不聚焦在單個焦點中，而是被成像到包含所述焦點的焦點區(qū)域中。該焦點區(qū)域可以是焦平面，然而該焦點區(qū)域由于像差通常不是平坦的，而也可以“形成”為彎曲的，即，光束被成像到包含焦點的彎曲區(qū)域中。
[0020]此外，由微入射光學器件和微出射光學器件構成的每一個微光學器件系統(tǒng)有利地在水平方向上加寬經過其的光。
[0021 ]出于該目的，每一個微入射光學器件在水平方向上使經過其的光聚焦到位于微出射光學器件之后的焦點上。該光經過微出射光學器件并且由此在水平方向上聚焦在位于微出射光學器件之后的焦點中。
[0022]微入射光學器件優(yōu)選地被形成為會聚光學器件，其在垂直和/或水平方向上會聚光。
[0023]可以是，微入射光學器件被形成為自由形式的光學器件。
[0024]微出射光學器件也有利地被形成為投影光學器件。
[0025]以示例的方式，微出射光學器件可以被形成為球面透鏡或形成為非球面透鏡。
[0026]也可以是，微出射光學器件被形成為自由形式的透鏡。
[0027]在本發(fā)明的具體的、特別優(yōu)選的實施例中，彼此配對的微入射光學器件和微出射光學器件的面向彼此的邊界面彼此全等地形成并且優(yōu)選地也彼此全等地布置。
[0028]此處，術語“全等地形成”僅意味著如下事實:彼此配對的微光學器件的邊界面具有相同的基本區(qū)域形狀，其中在任何空間布置的原則上。術語“全等地”布置意味著另外這些基本區(qū)域還布置成使得它們要么直接彼此全等地重合要么以一定距離布置，但將全等地轉變成彼此，如果垂直于基本區(qū)域之一位移的話。
[0029]如果彼此配對的微入射光學器件和微出射光學器件的光軸彼此平行延伸，則是特別有利的，其中如果光軸重合，則是特別有利的。以此方式，每一個各個微光學器件系統(tǒng)的光圖案在其位置方面特別確切地被成像，使得當各個光圖案被疊加以形成期望的整體光分布(例如近光束分布)時，其可以從光學視點最優(yōu)地產生(例如，各個明暗邊界的最優(yōu)疊加等)。
[0030]如果邊界面是平坦的，則也是有利的。
[0031]此處，光學器件的邊界面例如可以是六邊形、矩形或優(yōu)選地為正方形。
[0032]為了產生具有限定形狀的光分布，以一個或多個明暗邊界為例，至少一個網屏設備可以布置在入射光學器件和出射光學器件之間。
[0033]此處，網屏設備優(yōu)選位于由微出射光學器件焦點所跨的平面中。
[0034]微出射光學器件焦點是微入射光學器件在垂直方向上聚焦在其中并且微出射光學器件的焦點也位于其處的那些焦點。
[0035]根據具體的實施例，網屏設備針對至少一對優(yōu)選針對多對并且特別地針對所有對的彼此配對的微入射和微出射光學器件具有網屏，所述網屏在每一個情況下具有至少一個(例如，精確地為一個)光學有效的網屏邊(edge)。
[0036]以示例的方式，此處所有的網屏可以具有相同的網屏邊。
[0037]然而，也可以是，至少兩個網屏具有不同地形成的網屏邊。
[0038]原則上，如上所述，投影裝置具有許多微光學器件系統(tǒng)，S卩，在每一個情況下由一個微入射光學器件和一個微出射光學器件構成的對。在沒有網屏設備的最簡單的實施例中，所有的微光學器件系統(tǒng)產生相同的光分布，所述(部分)的光分布例如一起形成完全的光束分布。此處，出于簡單起見，假定完整的光分布利用精確地一個光模塊產生。然而，也可以是，在實踐中，根據本發(fā)明的兩個或此外更多的光模塊被用于產生整體的光分布。然后，這可以例如當例如出于空間原因組件在前燈中的不同位置之間的分布是必要時是有利的。
[0039]為了產生如已知那樣具有明暗邊界的暗淡的(dimmed)光分布(例如近光束分布)，每一個微光學器件系統(tǒng)現(xiàn)在可以與光束路徑中的或多或少相同的網屏配對，使得所有的微光學器件系統(tǒng)產生具有明暗邊界的光分布。然后，所有光分布的疊加給出暗淡光分布作為整體光分布。
[0040]此處，該情況下和所有其他情況下的網屏可以被具體化為單獨的網屏(例如，以不可滲透層的形式，例如通過氣相沉積等來產生的層)，其“形成”網屏設備，然而也可以使用網屏設備組件，例如平面膜等，其中針對光的經過提供了對應的開口。
[0041]此外，也可以是，提供不同的網屏，S卩，一個或多個微光學器件系統(tǒng)與第一網屏配對，并且一個或多個其他微光學器件系統(tǒng)與另一網屏(或者不與網屏)配對等，使得不同的微光學器件系統(tǒng)形成不同的光分布。通過各個微光學器件系統(tǒng)的選擇性激活(然而，為此目的，有必要使這些與可以被單獨控制(至少以群組)的專用光源配對)，各個不同光分布可以以此方式產生，其也可以在疊加中操作。
[0042]根據本發(fā)明的第一變型，由入射光學器件和出射光學器件以及(在適當?shù)那闆r下)網屏裝置構成的投影裝置以一個部分形成。
[0043]根據第二變型，由入射光學器件和出射光學器件構成的投影裝置由彼此分離的兩個組件形成。
[0044]在這樣的實施例中，網屏設備可以+提供，使得當至少一個網屏設備布置在入射光學器件面向出射光學器件的邊界面上時是有利的。
[0045]然而，在該情況下，也可以是，至少一個網屏設備被形成為由入射光學器件和出射光學器件分離地形成的組件。
[0046]單件式的實施例具有如下優(yōu)點:在必須以確切方式執(zhí)行的制造之后，提供單個、穩(wěn)定的組件，其可以在沒有困難的情況下安裝。
[0047]在其中入射